超高强钢复杂构件冷冲压成形工艺研究及应用

摘要:以某S 形超高强钢JAC780Y 汽车前纵梁内板为研究对象, 分析了S 形前纵梁内板的产品结构特点和冲压工艺性。基于分析结果, 设计了4 工序的冷冲压成形工艺方案, 并借助有限元分析软件对其进行了全工序成形仿真, 识别了S 形前纵梁内板成形过程中的拉延开裂和整形起皱风险。通过调整压料面走势、增加压料面截面线长、延长工艺补充面区域的反S 形余肉造型等措施, 改善了前纵梁内板的成形性, 同步解决了拉延开裂和整形起皱问题。将优化后的成形工艺方案用于S 形前纵梁内板冲压成形模具开发和调试验证, 试冲所得的零件无开裂、起皱缺陷, 成形质量优异, 为汽车超高强度钢复杂构件冷冲压成形工艺方案的设计与优化提供了较为实用的参考依据。

冷轧带钢板形测控技术的发展状况和关键问题

摘要:冷轧带钢属于高端精品钢材,板形在线检测与控制是冷轧带钢的高端核心关键技术。自主创新研制板形测控系统是实现中国钢铁工业发展升级、建设钢铁强国的重大需求。目前,板形测控技术市场国外占据优势,国产系统正在代替进口,扩大应用规模,推进技术完善。研制先进的板形测控系统需要解决的关键技术有高精度高质量的板形仪、功能完备强大的控制手段和方法、高精度高速度的数学模型。板形仪主要有接触式和非接触式两大类,接触式板形仪通过测量带钢张力的横向分布反映板形,非接触式板形仪通过测量带钢浪形反映板形。接触式板形仪可靠耐用精度高,应用广泛,发展趋势为整辊式板形检测辊、无线式信号传输装置、板形数据的精确处理。板形控制数学模型的主要类型,按建模的原理和方法可分为机理模型和智能模型;按模型的性质和作用可分为分析模型和控制模型;按板形的表示方法可分为多点控制模型和分量控制模型。板形控制模型的发展趋势为机理与智能协同建模、动态模拟预报和动态解耦控制、多种手段和方法的协同优化。进一步提高板形测控技术水平需要突破3项关键问题,即整辊式板形仪通道耦合与解耦的机理模型、板形控制的动态模拟和动态解耦模型、板形控制的高精度智能建模方法。

冶金机理与贝叶斯优化XGBoost融合的VD炉精炼终点钢液温度预测

摘要:在炼钢生产过程中,真空脱气精炼(VD)炉是生产高品质钢的重要设备之一,其精炼终点温度对钢液质量、生产效率和连铸顺行具有重要影响。为了实现对VD炉精炼终点钢液温度的精准控制,本文采用冶金机理和贝叶斯优化极端梯度提升(metallurgical mechanism–Bayesian optimization–extreme gradient boosting, MM–BO–XGBoost)相结合的方法建立钢液温度预测模型。首先,基于VD炉冶金机理解析,确定影响精炼终点钢液温度的主要因素;其次,使用3σ原则对实际生产数据进行预处理,剔除异常值,并采用皮尔逊相关性分析剔除对钢液温度影响较小的因素,从而确定模型的输入变量;再次,将冶金机理与XGBoost模型进行融合,对输入变量的初始特征重要性进行部分放大;最后,针对XGBoost模型的超参数寻优问题,采用贝叶斯优化(BO)对其进行超参数寻优,由此构建了MM–BO–XGBoost模型。在模型仿真过程中,对本文模型同时使用网格搜索和随机搜索进行超参数寻优,旨在对比和验证BO寻优的效果;此外,使用本文提供的数据对已有的冶金机理模型、多元线性回归模型和反向传播神经网络模型进行仿真,并与MM–BO–XGBoost模型进行性能对比。结果表明:本文提出的MM–BO–XGBoost模型的超参数优化效果最好;本文模型的预测VD炉终点钢液温度在±10 ℃和±15 ℃误差范围内的命中率分别为87.81%和96.42%,均高于其他对比模型,综合性能最优。本文构建的VD炉钢液精炼终点温度预测模型,对实现钢液温度精准控制、降低生产成本和提高VD炉精炼效率具有重要的现实意义。

钢铁材料及有色合金构件的多段半固态成形工艺研究

摘要:目的 为了有效抑制半固态成形过程中的液相偏析,改善半固态成形构件微观组织和力学性能的均匀性。方法 提出了包括多段流变成形和多段触变成形在内的多段半固态成形工艺。多段半固态成形工艺均由半固态坯/浆料制备、预成形、控温冷却和终成形4 个阶段组成,分别在热模拟试验机和机械伺服压机上开展了SKD11 工具钢和6061 铝合金的半固态触变成形和半固态流变成形试验。结果 在初成形阶段,具有较高液相分数的半固态坯/浆料以较高的应变速率初步充填型腔,限制了液相外流的时间和空间;在控温冷却阶段,半固态坯/浆料的液相分数因部分凝固而降低;在终成形阶段,具有较低液相分数的半固态坯/浆料以较低的应变速率完成型腔的充填,由于固相晶粒在此阶段发生塑性变形而提高了成形构件的力学性能。结论 获得了组织均匀性较好的钢铁材料和有色合金构件,验证了多段半固态成形工艺的可行性。

Ø7mm 2100MPa级桥梁缆索用热镀锌铝钢丝制造工艺与组织性能

摘要:为满足跨江跨海大桥对高强度、高可靠性缆索的需求,通过优化高碳钢盘条成分设计,并采用盐浴替代铅浴处理,成功开发出Ø7mm 2100MPa级桥梁缆索用热镀锌铝钢丝。所设计的QS92Si盘条主要化学成分:w(C)=0.93%~0.95%,w(Si) =1.0%~1.1%,w(Mn)=0.5%~0.6%,w(Cr)=0.3%~0.4%。试制结果表明,经盐浴处理后,QS92Si盘条抗拉强度由1390~1460MPa提高至1550~1650MPa,断面收缩率由21%~28%提高至27%~33%;珠光体片层平均宽度由风冷态的90nm细化至70nm,满足制备Ø7mm 2100MPa级热镀锌铝钢丝的原料要求。最终成品钢丝的平均抗拉强度为2160MPa,平均断后伸长率为5.6%,平均扭转为19次,其余各项性能指标均符合标准要求。

电工钢冷轧装备现状及冷轧技术研究

摘要:介绍了国内外电工钢生产企业冷轧装备现状,并结合电工钢冷轧装备,对高牌号电工钢的冷轧技术进行了分析研究,给出了相关品种与设备选型的建议。

基于机器学习的耐蚀低合金钢跨尺度数据挖掘研究

摘要:利用机器学习方法,以户外积累的环境腐蚀大数据及实验室加速试验获取的微观组织结构的腐蚀数据作为数据源,通过训练学习,获取环境因素中引起低合金结构钢腐蚀的关键因素,并从合金成分出发,分析合金元素对耐蚀性影响的权重因子;同时,结合材料微观结构数据,分析材料微观组织结构差异对耐蚀性影响的原因。基于以上学习训练模型,建立合金成分及组织结构预测低合金钢腐蚀规律的试验方法。

直缝埋弧焊钢管焊缝点状缺陷原因分析及改进

摘要:为了解决壁厚23 mm直缝埋弧焊管出现的焊缝点状缺陷问题,通过超声波探伤和宏观金相检测对实际生产过程中出现的焊缝点状缺陷不合格试样进行了分析,对铣边坡口形状、焊接工艺参数、焊接材料、焊接设备及焊件清理等方面给出了相应的优化改进措施。现场应用效果表明:这些措施的实施有效控制了此类直缝埋弧焊管焊缝中的点状缺陷,保证了直缝埋弧焊管焊缝形貌及各项力学性能指标, 提高了焊接质量。

钢结构厚板焊接关键技术

摘要:钢结构厚板焊接是大型工程建设的核心技术,直接决定结构安全与可靠性。我国自20 世纪80 年代起逐步突破厚板焊接技术瓶颈,国家体育场“鸟巢”相关焊接技术荣获国际权威奖项,标志着我国该领域技术已跻身国际领先水平。然而,当前行业内部分从业人员理论认知欠缺、技术应用不规范等问题,导致工程质量隐患与经济损失频发。基于焊接基础理论与工程实践,分析了钢结构厚板焊接机理,探讨了钢板和焊缝产生偏析的成因及其影响。重点讨论控制冷却速度(t8/5(t8/3)、t100)对焊接接头性能的重要性,详细阐述多层多道错位焊接技术在减少偏析、控制线能量和提升焊接接头综合性能方面的优势,提出“打底焊(SMAW)-填充焊(GMAW)-盖面焊(FCAWG)”组合焊接工艺方案。研究成果为精准控制焊接缺陷、提升厚板焊接接头综合性能提供了理论依据与技术指导,对规范行业技术应用、降低工程损失具有重要实践价值。

中国双相不锈钢的发展及研究进展

摘要:结合中国双相不锈钢发展的特点,从技术进步、产量增加、应用拓展、发展趋势等方面阐述其发展情况。跟随国际发展趋势,中国双相不锈钢经历了从第1代到第3代及经济型双相不锈钢的发展历程,特超级双相不锈钢的开发及应用也在积极探索中。中国双相不锈钢研发虽然起步晚,但在发展初期就与国际同步确立N合金化的现代双相不锈钢发展方向。中国双相不锈钢从业者一贯注重工艺改进和技术进步,在组织控制及性能提升、热塑性和析出相等多方面的研究及进步,特别是近年来在双相不锈钢组织及性能平衡调控、低温冲击韧性研究及提升性能方面的进展,将有力支撑中国双相不锈钢产量的增长及应用的拓展。伴随技术及市场形势的发展,中国双相不锈钢产量在2015-2021年得到快速增长,其中2021年的产量达到24.06万t。可以预见,中国双相不锈钢将在质量、产量、品种、应用等多方面得到进一步的发展。